工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，可以代替人類完成自動化生產(chǎn)的需求。歷史上流水線生產(chǎn)方式的誕生使得批量生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)，為了滿足大量的生產(chǎn)需求，各國開始研發(fā)能夠替代人類生產(chǎn)的自動化設(shè)備。
世界上第一臺可編程機(jī)器人誕生于美國，并于1961年首次運(yùn)用于工業(yè)現(xiàn)場，但當(dāng)時的機(jī)器人只是用于簡單搬運(yùn)和重復(fù)勞動。
70年代，日本日立開發(fā)出具備動態(tài)視覺的機(jī)器人，隨后開始搭載微處理器，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)中。
經(jīng)過幾十年的發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)器人已經(jīng)具備決策和運(yùn)算能力，機(jī)器人發(fā)展開始進(jìn)入智能時代。
▲工業(yè)機(jī)器人發(fā)展歷程
工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上中下游。
?上游是關(guān)鍵零部件生產(chǎn)廠商，主要是減速器、控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)。控制器由硬件設(shè)計(jì)、底層軟件技術(shù)和上層功能應(yīng)用軟件組成，通過輸入程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號，并進(jìn)行控制，相當(dāng)于機(jī)器人的“大腦”。
?中游是機(jī)器人本體，即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括手臂、腕部等，部分機(jī)器人本體還包括行走結(jié)構(gòu)，是機(jī)器人的機(jī)械傳統(tǒng)和支撐基礎(chǔ)。按照結(jié)構(gòu)形式，本體可以劃分為直角坐標(biāo)、球坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)等類型。
?下游是系統(tǒng)集成商，根據(jù)不同的應(yīng)用場景和用途進(jìn)行有針對性地系統(tǒng)集成和軟件二次開發(fā)，國內(nèi)企業(yè)都集中在這個環(huán)節(jié)上。生產(chǎn)出來的機(jī)器人只有通過系統(tǒng)繼承之后，才能投入到下游的汽車、電子、金屬加工等產(chǎn)業(yè)，為終端客戶所用。
▲機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?/p>
在傳統(tǒng)的國內(nèi)市場中，工業(yè)機(jī)器人的最初應(yīng)用是在汽車和工程機(jī)械行業(yè)。根據(jù)國際機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟IFR的數(shù)據(jù)，2016年機(jī)器人應(yīng)用于汽車行業(yè)的需求增長6%，占2016年總銷量的35%。
2010年以來，主要汽車生產(chǎn)國對新興市場的新產(chǎn)能投資導(dǎo)致機(jī)器人裝機(jī)數(shù)量的增加。盡管近幾年現(xiàn)有產(chǎn)能出現(xiàn)剩余，但應(yīng)用新材料、開發(fā)高效率驅(qū)動系統(tǒng)以及汽車行業(yè)的激烈競爭，都推動了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的投資。汽車工業(yè)的發(fā)展是一直是工業(yè)機(jī)器人增長的原動力之一。
工業(yè)機(jī)器人下游應(yīng)用方式
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需求結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化。
隨著人工成本逐漸上升，自動化水平不斷提高，工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大，由汽車向電子、金屬化工、食品飲料等領(lǐng)域擴(kuò)散。自2013年以來，電子行業(yè)的機(jī)器人銷售額顯著上升。
▲2014-2016年工業(yè)機(jī)器人下游銷售量占比
根據(jù)IFR的數(shù)據(jù)，2016年電子行業(yè)的銷量增長41%達(dá)到91300套，占2016年總銷量的31%，2011年至2016的年均增長率為19%。
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)對電子產(chǎn)品的需求日益增長，包括對電池、芯片和顯示器的需求，都是促進(jìn)行業(yè)占比提高的驅(qū)動因素。
▲2016年工業(yè)機(jī)器人下游應(yīng)用占比
考慮未來行業(yè)應(yīng)用的可能，中高端工業(yè)機(jī)器人將在汽車產(chǎn)業(yè)、通信電子、金屬制品、化工塑料、家電行業(yè)等有較為廣泛及深入的應(yīng)用。
而中國內(nèi)陸廣泛存在的其他行業(yè)則有望采用中低端工業(yè)機(jī)器人，這些行業(yè)包括倉儲物流、五金衛(wèi)浴、石油化工、食品飲料等，眾多下游領(lǐng)域的需求還在形成與增長中。
工業(yè)機(jī)器人誕生于美國，在隨后的產(chǎn)業(yè)化過程中，核心生產(chǎn)技術(shù)一直牢牢掌握在歐美國家手中，以瑞士ABB、日本發(fā)那科、德國庫卡和日本安川這四大家族為主導(dǎo)的國際企業(yè)占據(jù)了全球工業(yè)機(jī)器人市場的主要份額。
2008年全球金融危機(jī)之后，機(jī)器人市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，行業(yè)增速穩(wěn)定。
世界工業(yè)機(jī)器人在產(chǎn)業(yè)化的過程中，形成了三種不同的發(fā)展模式：日本模式、歐洲模式和美國模式。
?日本注重產(chǎn)業(yè)鏈的分工，總部負(fù)責(zé)以生產(chǎn)新型機(jī)器人為目標(biāo)，并將任務(wù)拆解，由子公司分工完成。以安川為例，旗下子公司分別負(fù)責(zé)研發(fā)、生產(chǎn)、組裝和銷售等一系列流程，這種全產(chǎn)業(yè)鏈布局將市場交易轉(zhuǎn)化為企業(yè)集團(tuán)內(nèi)部生產(chǎn)，使生產(chǎn)更加穩(wěn)定；
?而在歐洲，制造商主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和技術(shù)研發(fā)，實(shí)行外部采購零部件并最終組裝的模式；
?由于美國本土不生產(chǎn)機(jī)器人，通常由公司進(jìn)口，再自行設(shè)計(jì)外圍設(shè)備。
目前中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的模式與美國接近，眾多企業(yè)集中于機(jī)器人系統(tǒng)集成，核心零部件的技術(shù)掌握在幾家國際巨頭手中，核心零部件技術(shù)的缺失嚴(yán)重抬高國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人成本。
全球工業(yè)機(jī)器人發(fā)展模式
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2016年中國、韓國、日本、美國的工業(yè)機(jī)器人銷量分別為8.7、4.1、3.9和3.1萬臺，中國的市場份額已經(jīng)達(dá)到了30%，接近歐洲和美洲的總和（9.7萬臺），是全球第一大消費(fèi)國。
這四個國家占到全球銷量的67.5%，他們對工業(yè)自動化的需求支撐了工業(yè)機(jī)器人市場，也使全球工業(yè)機(jī)器人使用密度大幅提升。
▲工業(yè)機(jī)器人銷量
▲2016年工業(yè)機(jī)器人各地區(qū)銷量占比
國際四大家族收入及市場份額測算。
從國際競爭格局來看，目前工業(yè)機(jī)器人市場基本被瑞士的ABB、德國的庫卡、日本的發(fā)那科和安川電機(jī)占據(jù)。
日本的機(jī)器人市場發(fā)展較為成熟，在工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵零部件（減速機(jī)、伺服電機(jī)等）的研發(fā)方面具備較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢，使得其制造商國際競爭力較強(qiáng)；而德國的工業(yè)機(jī)器人在人際交互、機(jī)器視覺和系統(tǒng)集成方面有一定優(yōu)勢。
▲四大家族市場份額測算
??瑞士ABB
ABB于1988年由瑞典的ASEA公司和瑞士的BBC Brown Boveri公司合并而成，總部坐落于瑞士蘇黎世。
ABB的業(yè)務(wù)涵蓋電力產(chǎn)品、離散自動化、運(yùn)動控制、過程自動化、低壓產(chǎn)品五大領(lǐng)域，以電力和自動化技術(shù)最為著名。
ABB擁有當(dāng)今最多種類的機(jī)器人產(chǎn)品、技術(shù)和服務(wù)，是全球裝機(jī)量最大的工業(yè)機(jī)器人供貨商。
ABB在機(jī)器人領(lǐng)域核心技術(shù)是運(yùn)動控制系統(tǒng)，這使得ABB可以輕易實(shí)現(xiàn)循徑精度、運(yùn)動速度、周期時間、可程序設(shè)計(jì)等機(jī)器人的性能，大幅度提高生產(chǎn)的質(zhì)量、效率以及可靠性。
中國是ABB機(jī)器人全球最大的生產(chǎn)基地，也是銷量最大的市場。ABB注重與中國客戶的合作，華為、長虹、拓斯達(dá)分別是3C和家電行業(yè)重要的應(yīng)用企業(yè)和集成商。
ABB對3C行業(yè)高度重視，我們判斷公司看到過去工業(yè)機(jī)器人的核心領(lǐng)域是在汽車整車方向，而新興產(chǎn)業(yè)的增長點(diǎn)來源于3C、食品飲料、包裝、醫(yī)藥等細(xì)分領(lǐng)域。在這些細(xì)分領(lǐng)域中，3C行業(yè)的人員最為密集，產(chǎn)值規(guī)模巨大，要求精密程度不斷提高，也成為新興應(yīng)用行業(yè)中增長最快的細(xì)分領(lǐng)域。
??德國卡庫(KUKA)
德國庫卡由Johann Joseph Keller 和Jakob Knappich 于1898 年在奧格斯堡創(chuàng)立。最初主要專注于室內(nèi)及城市照明。
●1936年，KUKA在德國制造了第一把電動電焊槍。
●1971 年，KUKA 為戴姆勒奔馳公司建造了歐洲第一條帶機(jī)器人的焊接流水線。
●1973年研發(fā)了名為FAMULUS的第一臺工業(yè)機(jī)器人。
庫卡公司主要客戶來自汽車制造領(lǐng)域，這顯然與德國領(lǐng)先全球的汽車工業(yè)有著密不可分的關(guān)系。
機(jī)器人早期大量使用在汽車領(lǐng)域，為汽車包括焊裝、總裝等一系列重要工藝環(huán)節(jié)提供了效率和一致性提升的保證，同時由于汽車生產(chǎn)線所對應(yīng)的產(chǎn)值巨大，也能夠支撐早期機(jī)器人高成本的問題。
庫卡機(jī)器人定位偏中高端，主要應(yīng)用于契合整車和汽配行業(yè)，收入占到50%。
涉足領(lǐng)域：物料搬運(yùn)、加工、點(diǎn)焊和弧焊，涉及到自動化、金屬加工、食品和塑料等產(chǎn)業(yè)。
使用庫卡機(jī)器人的重要客戶包括：通用汽車、克賴斯勒、福特、保時捷、BMW、奧迪、奔馳、福斯、法拉利、哈雷、波音、西門子、宜家、施華洛世奇、沃爾瑪、百威啤酒、BSNMedical、可口可樂等著名企業(yè)。
庫卡書寫了作為機(jī)器人先鋒的歷史。
●1973年，KUKA開創(chuàng)了作為機(jī)器人先驅(qū)的輝煌歷史，研發(fā)出FAMULUS-世界上首臺擁有六個機(jī)電驅(qū)動軸的工業(yè)機(jī)器人。
●1996 年，KUKA 作為首家機(jī)器人制造商著手研發(fā)開放式、以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)。
●2007 年，KRtitan被推出市場：它具有1000公斤的承載能力及3200毫米的作用范圍，是世界上最大、力量最強(qiáng)的6軸工業(yè)機(jī)器人。
●2013 年，KUKA迎來了新一代的機(jī)器人：KUKA通過LBR iiwa推出了世界上首臺適用于工業(yè)領(lǐng)域的輕型機(jī)器人（感知型機(jī)器人），且各軸均帶有內(nèi)置的傳感系統(tǒng)。
應(yīng)該說，KUKA是真正意義上工業(yè)機(jī)器人的重要開拓者，這與德國汽車工業(yè)緊密相連的基因是密不可分的，而汽車工業(yè)也是對一致性、重復(fù)性、耐久性要求最高的一個應(yīng)用領(lǐng)域，自上而下的技術(shù)路線，為其發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。
庫卡于2000年在上海設(shè)立了全資子公司，2004年設(shè)立了庫卡柔性系統(tǒng)制造公司，負(fù)責(zé)庫卡在中國的系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)。近年來，KUKA加快布局中國市場本土化服務(wù)，KUKA也積極與華為合作，積極推動產(chǎn)業(yè)變革，促進(jìn)3C電子行業(yè)進(jìn)行自動化變革，為在該領(lǐng)域的智能制造孕育出了更多突破性技術(shù)。
美的收購庫卡：有望改變中國工業(yè)機(jī)器人市場競爭格局。
2017年1月6日，美的集團(tuán)發(fā)布公告稱，公司完成要約收購庫卡集團(tuán)股份的交割工作，并已全部支付完畢本次要約收購涉及的款項(xiàng)。據(jù)公告顯示，本次要約收購交割完成后，美的將合計(jì)持有庫卡94.55%的股份。
美的收購庫卡會造成兩方面的影響，一方面將加速庫卡在中國的業(yè)務(wù)拓展，也幫助庫卡將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域拓展到其他行業(yè)；另一方面也有望助推美的實(shí)施智能制造戰(zhàn)略，快速提升自身機(jī)器人研發(fā)與應(yīng)用水平.
在此之前，庫卡收入主要集中于北美和歐洲，在下游應(yīng)用領(lǐng)域以汽車行業(yè)為主，中國作為全球制造中心，中國市場無論在絕對空間還是成長性上，都無人可及，由此我們判斷，庫卡在中國市場將有極大的拓展空間，美的收購庫卡將有望改變中國工業(yè)機(jī)器人市場的競爭格局。
??日本那科（FANUC）
掌握數(shù)控系統(tǒng)核心技術(shù)，構(gòu)成競爭壁壘。
FANUC公司創(chuàng)建于1956年，是當(dāng)今世界上數(shù)控系統(tǒng)科研、設(shè)計(jì)、制造、銷售實(shí)力最強(qiáng)大的企業(yè)之一，也是最早進(jìn)入中國市場推廣機(jī)器人技術(shù)的跨國公司。1971年發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)世界第一，占據(jù)了全球70%的市場份額。
在此之后，F(xiàn)ANUC的產(chǎn)品日新月異，成為當(dāng)今世界上數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)計(jì)、制造、銷售實(shí)力最強(qiáng)的企業(yè)之一，掌握數(shù)控機(jī)床核心技術(shù)的發(fā)那科，也促進(jìn)了全球數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平的提升。
發(fā)那科從數(shù)控系統(tǒng)起家，涉足伺服電機(jī)制造，以此為基礎(chǔ)，研發(fā)機(jī)器人。作為全球最大的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠，F(xiàn)ANUC工業(yè)機(jī)器人與其他企業(yè)相比獨(dú)特之處在于：
①采用獨(dú)有的鋁合金外殼，機(jī)器人重量輕，日常保養(yǎng)方便；
②同類型機(jī)器人底座尺寸更?。?/p>
③獨(dú)有的手臂設(shè)計(jì)。
??日本安川電機(jī)(YASKAWA)
安川電機(jī)（Kabushiki-gaisha Yaskawa Denki）創(chuàng)立于1915年，是日本最大的工業(yè)機(jī)器人公司。1977年，安川電機(jī)運(yùn)用自己的運(yùn)動控制技術(shù)開發(fā)生產(chǎn)出了日本第一臺全電氣化的工業(yè)用機(jī)器人，此后相繼開發(fā)了焊接、裝配、噴漆、搬運(yùn)等各種各樣的自動化作用機(jī)器人，并一直引領(lǐng)著全球產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人市場。
安川電機(jī)主要生產(chǎn)的伺服和運(yùn)動控制器都是制造機(jī)器人的關(guān)鍵零件。安川電機(jī)之所以可以掌握核心科技與其有著近百年專業(yè)電氣的歷史密不可分，這讓安川電機(jī)在開發(fā)機(jī)器人方面有著獨(dú)特優(yōu)勢。
其核心的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品包括：點(diǎn)焊和弧焊機(jī)器人、油漆和處理機(jī)器人、LCD 玻璃板傳輸機(jī)器人和半導(dǎo)體芯片傳輸機(jī)器人等，除了將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用在汽車行業(yè)外，安川電機(jī)也是將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用到半導(dǎo)體生產(chǎn)領(lǐng)域最早的廠商之一。
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